核心提示：當(dāng)基礎(chǔ)深度在天然地下水位以下時，在基礎(chǔ)施工中常常會遇到地下水的處理問題。本文結(jié)合工程實例對輕型井點降水、深井井點降水、電滲井點降水的施工方法與注意事項進(jìn)行了全面總結(jié)與探論。
一般認(rèn)為，工業(yè)與民用建筑工程基坑開挖過程必須要具備以下的必要條件：首先要保持基坑在開挖過程中保持干燥狀態(tài)，創(chuàng)造有利于施工順利開展的良好環(huán)境;其次是確?；拥倪吰聲r刻處于穩(wěn)定狀態(tài)，做到安全施工;如果忽視這兩方面的必要條件，其后果將是十分嚴(yán)重的。但是在實際的施工過程中有的基坑發(fā)生積水或基坑土質(zhì)稀軟，工人或施工機(jī)械難以立足，無法正常展開施工;有的出現(xiàn)“流砂現(xiàn)象”導(dǎo)致邊坡塌方，地質(zhì)遭到破壞;有的內(nèi)部基坑土體發(fā)生較大的位移，影響鄰近建筑物的安全使用，嚴(yán)重的甚至造成災(zāi)難性后果;之所以會出現(xiàn)這些異常情況，都是由于施工過程中對地下水的處理不當(dāng)引起的。所以，在基坑施工中應(yīng)對地下水的處理給予應(yīng)有的重視。
1 地下水的處理方法
地下水的處理有多種可行的方法，從降水方式來說可分為止水法和排水法兩大類。止水法，即通過有效手段，在基坑周圍形成止水帷幕，將地下水止于基坑之外，如沉井法、灌漿法、地下連續(xù)墻等;排水法是將基坑范圍內(nèi)地表水與地下水引流排除，如明溝排水、井點降水等。止水法相對來說成本較高，施工難度較大;井點降水法較之多數(shù)止水法施工簡便、操作技術(shù)易于掌握，是一種行之有效的施工方法，而且多年來已在工業(yè)與民用建筑工程施工被廣泛應(yīng)用。本文結(jié)合工程實例對井點降水法作一探論與總結(jié)。
井點降水法，它是在擬建建筑物的基坑周圍布設(shè)能滲水的井點管，并配置相應(yīng)的抽水設(shè)備，在基坑施工期間不問斷地將地下水抽走，以使基坑范圍內(nèi)的地下水降低至設(shè)計深度。井點法降水適用于具有不同幾何形狀的基坑，它具有能夠有效克服流砂造成的不良影響、穩(wěn)定基坑邊坡等方面的作用。通過有效的井點降水，能夠使基坑內(nèi)的土方保持干燥狀態(tài)，這樣有利機(jī)械化施工的開展，同時也會對縮短施工工期、保證工程質(zhì)量、確保施工安全產(chǎn)生較大的正面影響。
井點降水法是指在工程的基坑(槽)附近埋設(shè)大量的滲水井點管，與此同時在地面組裝配套抽水管路系統(tǒng)，通過井群連續(xù)抽吸地下水，使基坑范圍內(nèi)的地下水位降低到基坑以下一定深度，以達(dá)到預(yù)期的降水效果。目前我國常用的井點降水法有輕型井點、噴射井點、電滲井點等。在近年來的工程實踐中，井點降水法因其施工造價合理、降水效果好、井點布設(shè)靈活等方面的優(yōu)點而得到了迅速的發(fā)展與廣泛的采用。
相比較而言，井點降水法具有下列優(yōu)點：施工簡便，操作技術(shù)易于掌握;適應(yīng)性強(qiáng)，可用于不同幾何圖形的基坑;降水后土壤干燥，便于機(jī)械化施工和后續(xù)工作工序的操作;井點作用下土層固結(jié)，土層強(qiáng)度增加，邊坡穩(wěn)定性得到提高;地下水通過濾水管抽走，防止了流砂現(xiàn)象造成的的危害;節(jié)省支撐材料，減少土方工程量等。由此，井點降水法已成為目前在含水透水位土層實施的一種行之有效的方法。
1.1輕型井點降水法輕型井點降水系真空作用抽水。降水效果除管路系統(tǒng)有影響外很大程度上取決于真空抽水設(shè)備的選用。輕型井點降水法適用于滲透系數(shù)為0.1～20m/d的土及土層中含有大量細(xì)砂和粉砂的土，或明溝排水易引起流砂、坍方現(xiàn)象的情況。目前常用的有真空泵型、射流泵型、隔膜泵型井點三種。
輕型井點由井點管、過濾管、連接管、集水總管、主管、抽水設(shè)備等組成管路系統(tǒng)，并由抽水設(shè)備啟動，在井點系統(tǒng)中形成真空，并在井點周圍一定范圍形成—個真空區(qū)，真空區(qū)通過矽井?dāng)U展到一定范圍。在真空力的作用下，井點附近的地下水通過砂井，經(jīng)過濾器被強(qiáng)制性吸人井點系統(tǒng)內(nèi)而使井點附近的地下水位得到降低。在作業(yè)過程中，井點附近的地下水位與真空區(qū)外的地下水位之間，存在—個水頭差，在該水頭差作用下，真空區(qū)外的地下水是以重力方式流動的。所以常把輕型井點降水稱真空強(qiáng)制抽水法，更確切地說應(yīng)是真空一重力抽水法。只有在這兩個力作用下，基坑地下水才會降低，并形成一定范圍的降水的漏斗拋物線。 1.1.1輕型井點施工工藝程序放線定位—鋪設(shè)總管一沖孔—安裝井點管、填砂礫濾料、上部填粘土密封一用彎連管將井點管接通一安裝抽水設(shè)備與總管連通— 安裝集水箱和排水管一開動真空泵排氣，在開動離心泵抽水一測量觀測井中地下水位變化。
1、1.2輕型井點施工時應(yīng)注意的問題經(jīng)過降低地下水位后，土壤會產(chǎn)生固結(jié)，也就會在抽水影響半徑的范圍內(nèi)引起地面沉降，有時會給周圍已有的建筑物帶來一定程度的危害。在進(jìn)行降低地下水位施工時，為避免引起周圍建筑物產(chǎn)生過大的沉降，采用回灌井點是一種有力的措施。這種方法就是在抽水影響半徑范圍內(nèi)建筑物的附近預(yù)先鉆一排探孔，在進(jìn)行抽水降低地下水位之前，事先將鉆孔內(nèi)的水位勘查清楚，記錄下來。當(dāng)進(jìn)行抽水降低地下水位時，為避免已有建筑物下面的地下水位下降，在降水的同時向探孔內(nèi)灌水，以保證原地下水位不變化，以此來防止地面產(chǎn)生沉降給已有的建筑物帶來危害。
1.2深井井點降水法深井井點降水是在深基坑周圍埋置深于基底的井管，使地下水通過設(shè)置在井管內(nèi)的潛水電泵將地下水抽出，使地下水位低于坑底。深井井點降水具有排水量大、降水深(>15m)、不受吸程限制、排水效果好、井距大、單位降水費用低、對平面布置的干擾小并可用于各種情等優(yōu)點。深井井點降水的井點成孔可用人工或機(jī)械成孔均可，但其一次性投資比較大，井點成孔質(zhì)量要求高。深井井點降水適用于滲透系數(shù)較大(10～25rrdd);土質(zhì)為砂類土、粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)粉土，地下水豐富、降低水位深(>1om)、面積大、時間長的情況，最大降水深可達(dá)50m。是高層建筑使用最為實用、有效、廣泛應(yīng)用的降水方法。
1.2.1深井井點施工工藝程序井點測量定位一挖井口、安護(hù)筒一鉆機(jī)就位一鉆孔一回填井底砂墊層一吊放井管一回填井管也孔壁間的砂礫過濾層一洗井一井管內(nèi)下設(shè)水泵、安裝抽水控制電路一拭抽水一降水井正常工作一降水完畢拔井管一封井1.2.2深井井點施工時應(yīng)注意的問題
(1)基坑內(nèi)井點應(yīng)同時抽水，使水位差控制在要求范圍內(nèi)。
(2)加強(qiáng)水位監(jiān)測，特別是臨近已有建(構(gòu))筑物)的深井井點，宜在建(構(gòu))筑物附近增設(shè)觀測井，水位差過大時，應(yīng)立即采取補(bǔ)救措施，如設(shè)置回灌井點等。
(3)防止排出的地下水回滲而流入基坑。
(4)潛水泵在運行時要時刻注意檢查電纜線是否和井壁相碰，以防磨損后水沿電纜芯滲入電動機(jī)內(nèi)。
(5)位于基坑內(nèi)的深井井點，由于井管較長，挖土至一定深度后，井管應(yīng)與附近的支護(hù)結(jié)構(gòu)支撐或立柱等連接，予以固定。
(6)當(dāng)基坑底部有不透水層時，為排除上層地下水，可采用砂井配合深井降水。
(7)井管使用完畢后應(yīng)當(dāng)盡快拔出，不能擱置在基坑土體中。
1.3電滲井點降水法電滲井點降水法是利用粘性土中的電滲現(xiàn)象和電泳特性，使粘性土空隙中的水流動加快，起到一定的疏干作用，從而使軟土地基排水效率得到提高。電滲井點降水法一般與輕型井點或其他管井點結(jié)合使用效果較好。
電滲井點降水法適用于在飽和粘性土中，特別是在淤泥質(zhì)粘土中，由于土的滲透系數(shù)很小(小于0.1m/d)，使用重力或真空作用的一般輕型井點降水效果達(dá)不到要求時，采用電滲井點排水效果較好。
2 工程實踐
2.1工程概況天水鐵路住宅小區(qū)10號高層住宅樓工程，地上15層，地下1層，高度44。8m，建筑面積為12868。35m：，鋼筋混凝土框剪結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)采用鉆孔灌注樁，樁徑0.8米，單樁承載力設(shè)計值1700kn，樁端嵌入風(fēng)化巖層深度不小于1.7m，設(shè)計樁長13.5m，樁總數(shù)126根。
2.2井點降水的實施根據(jù)地質(zhì)資料得知，擬建場地水文地質(zhì)條件較為單一，場地地下水屬第四系孔隙潛水，主要補(bǔ)給源為大氣降水，地下水受季節(jié)性影響較大。場內(nèi)地下水位在1.5-1.83m之間，水位很高，且滲透系數(shù)為12 17m/d。經(jīng)過對本工程地質(zhì)戡察資料全面研究與比選后，擬在本工程的基礎(chǔ)工程施工過程中采用深井井點降水法，沿擬建10號樓周圍布設(shè)了17眼深井降水井，采用深井潛水泵進(jìn)行抽水?？紤]到降水深度大，影響半徑范圍廣，若長時間抽降水，勢必會影響場外附近建筑物，為了增強(qiáng)降水效果，又可縮短抽水時間。采用間斷性抽水，以減少外圍影響面積，并設(shè)置沉降觀測點。降水井徑大于600mm，孔深15.0m，護(hù)壁套管直徑為600mltl，套管外面包尼龍網(wǎng)布;套管外四周用粒徑為0.5—2.0em的碎石料填充，作為濾水層，濾層應(yīng)填至原地下水位線以上30em，上部再用粘土回填，并搗實。工程嚴(yán)格按照降水井施工規(guī)范要求埋設(shè)管井，采用泥漿護(hù)壁鉆孔法成孔。井孔鉆孔后進(jìn)行清孔，隨后安裝井管?！?.3實施效果本工程的深井井點降水比較成功，基礎(chǔ)范圍內(nèi)的地下水位得到有效控制，流泥、流砂的現(xiàn)象也僅有少量出現(xiàn)，很好地改善了施工條件，使該工程鉆孔灌注樁在預(yù)定的工期內(nèi)能夠保證質(zhì)量地按時完成，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效果的同時也積累了寶貴的井點降水的實踐經(jīng)驗。